DE4040609A1

DE4040609A1 - Verfahren zum messen eines koerpers

Info

Publication number: DE4040609A1
Application number: DE19904040609
Authority: DE
Inventors: Erfinder Wird Nachtraeglich Benannt Der
Original assignee: MAIER KG ANDREAS
Current assignee: MAIER KG ANDREAS
Priority date: 1989-06-19
Filing date: 1990-12-19
Publication date: 1992-06-25

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen, vorzugsweise optischen Abtasten der Konturen eines Körpers, insbesondere eines rotatorisch arbeitenden, spangebenden Werkzeuges, mit wenigstens einer Kamera, wobei der Körper in einer rotierenden Aufnahme, deren Drehachse in der Längsachse des Körpers liegt, gedreht wird, bis in einer rechtwinklig zur radialen Verstellachse des Körpers angeordneten Kamera das größte Radiusmaß mit dem diesem Größtmaß zugehörigen Drehwinkel angezeigt wird.

In der Patentanmeldung P 39 19 865.0 ist bereits ein derartiges Verfahren beschrieben, bei dem in der Kamera das Größtmaß gemessen und an eine Auswerteinrichtung weitergeleitet wird.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, dieses Verfahren noch weiter zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Laserdiode und eine CCD-Zeilen-Kamera vorgesehen sind, die beiderseits des abzutastenden Körpers angeordnet und gemeinsam in der Höhe verstellbar gelagert sind.

Die Laserdiode sendet parallele Lichtstrahlen aus, die auf die Kamera gerichtet und von dem abzutastenden Körper teilweise abgedeckt sind. Die dabei entstehende Lichtkante wird in der CCD-Zeilen-Kamera registriert, wobei durch die Höhenverstellbarkeit von Laserdiode und Kamera eine Abtastung der gesamten Körper-Kontur möglich ist.

In vorteilhafter Weise kann erfindungsgemäß auch vorgesehen sein, daß die Mitte der Zeilenkamera definiert ist und jede Abweichung der Lichtkante von der definierten Mitte erfaßt wird.

Damit kann auf einfache Weise jede Abweichung von dieser Zeilenmitte für jeden Höhenpunkt des Körpers erfaßt werden und damit eine Konturlinie des Körpers aufgezeigt werden, die dann für weitere Auswertungen wie z. B. dem Vergleich mit einer Sollkonturlinie herangezogen werden kann.

Erfindungsgemäß kann aber auch vorgesehen sein, daß der Körper seitlich verfahrbar gelagert ist und solange seitlich verfahren wird, bis die durch seine Kontur gebildete Lichtkante auf eine definierte Stelle der CCD- Zeilen-Kamera fällt, wobei die Verfahrstrecke des Körpers gemessen wird.

Diese Verfahrstrecke kann dann für jeden Höhenpunkt des Körpers ermittelt und so eine Konturlinie des Gegenstandes erzeugt werden.

Unabhängig davon ob die Abweichung von der Zeilenmitte oder die Verfahrstrecke des Körpers ermittelt wird, ist es erfindungsgemäß möglich, daß bei schneller Drehung des Körpers und gleichzeitigem Verfahren von Laserdiode und Zeilenkamera in der Höhe eine Hüllkurve des Körpers erzeugt wird.

Bei Anwendung dieses Verfahrens an einem spangebenden, rotatorisch arbeitenden Werkzeug stellt diese Hüllkurve gleichzeitig die Form des mit dem Werkzeug herzustellenden Hohlraumes dar.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele veranschaulicht. Dabei zeigen:

Fig. 1 ein Schaubild einer Meßeinrichtung mit einer Aufnahme für den zu messenden Körper, einer Zeilen-Kamera und einer Laserdiode,

Fig. 2 eine schematisierte Draufsicht auf die Meßanordnung nach Fig. 1,

Fig. 3 eine schematisierte Ansicht einer in mehreren Höhenlagen dargestellten Zeilen- Kamera mit einer definierten Mitte und davon abweichenden zu einer Kurve zusammengefaßten Meßpunkten,

Fig. 4 eine Computerdarstellung einer Meßpunktlinie, die durch Messen des Verstellweges des zu messenden Körpers zwecks Ausrichtung auf einen definierten Punkt der Zeilenkamera entstanden ist und

Fig. 5 eine schematisierte Draufsicht auf eine Meßanordnung mit Laserdiode, CCD- Zeilenkamera und seitlich verstellbarer Werkzeughalterung mit Verstellweg- Meßeinrichtung.

Mit 1 ist in Fig. 1 eine Meßeinrichtung bezeichnet, die zum Messen der Konturen von spangebenden Werkzeugen vorgesehen ist. Die Meßeinrichtung 1 ist mit einem Tisch 2 versehen, auf dem ein Schlitten 3 gelagert ist, welcher zur Aufnahme eines Werkzeuges 11 dient, welches vermessen werden soll. Oberhalb dieses Tisches ist eine Dreibeinkonstruktion angeordnet, deren drei Schenkel 4, 5, 6 um jeweils 90° zueinander versetzt angeordnet und über einen Verbindungssteg 7 miteinander verbunden sind. Der Schlitten 3 ist um eine Achse 8 drehbar und darüber hinaus höhenverstellbar und weist zwei Aufnahmen 9 bzw. 10 für die zu messenden Werkzeuge 11 auf. Der Schlitten 3 ist außerdem längsverschiebbar und schwenkbar, so daß das Werkzeug in jede beliebige Position gebracht werden kann. An dem einen der beiden einander gegenüberliegenden Schenkel 4, 5 ist eine CCD-Zeilen-Kamera 12 angeordnet, während an dem gegenüberliegenden Schenkel eine Laserdiode 100 angebracht ist. Die Kamera 12 und die Laserdiode 100 sind vertikal verstellbar, wozu nicht dargestellte Verstellmotoren vorgesehen sind, welche ein synchrones Verstellen beider erlauben.

In Fig. 2 ist die Meßanordnung mit einem Werkzeug 11 der CCD-Zeilen-Kamera 12 und der Laserdiode 100 schematisch dargestellt. Diese Laserdiode sendet parallele Lichtstrahlen 101 aus, die auf die CCD-Zeilen-Kamera 12 gerichtet sind. Die Seitenkante des Werkzeuges 11 ist innerhalb dieser Lichtstrahlen angeordnet und erzeugt eine Lichtkante 102, welche in der Zeilen-Kamera 12 registriert wird. Beim Höhenverstellen entweder des Werkzeuges oder von Kamera und Laserdiode wird so das gesamte Werkzeug abgetastet.

Insbesondere bei einer gleichzeitigen schnellen Rotation des Werkzeuges wird dabei eine Hüllkurve des Werkzeuges erzeugt, die in einem Computer weiterverarbeitet, sichtbar gemacht und ausgedruckt werden kann.

Die Abtastung der Kontur des Werkzeuges kann dadurch erfolgen, daß in der CCD-Zeilen-Kamera jeweils die Abweichung von der Mitte der Kamerazeile ermittelt wird und aus den übereinander liegenden Meßpunkten eine Konturlinie dargestellt wird, wie dies in Fig. 3 dargestellt wurde.

Es ist aber auch möglich, die Lichtkante durch ein Verfahren des Werkzeuges immer auf eine definierte Stelle der CCD-Zeilen-Kamera - beispielsweise deren Mitte - einzustellen und den Verstellweg für das Aufzeigen des jeweiligen Konturpunktes heranzuziehen. Aus den übereinander liegenden, den jeweiligen Höhenlagen entsprechenden Konturpunkten wird in einem Computer die zugehörige Konturlinie herausgebildet.

Bei beiden Meßverfahren ist es möglich, bei gleichzeitigem verhältnismäßig schnellen Drehen des Werkzeuges dessen Hüllkurve darzustellen, die dann einem durch das Werkzeug hergestellten Hohlraum entspricht.

Claims

1. Verfahren zum Messen, vorzugsweise optischen Abtasten der Konturen eines Körpers, insbesondere eines rotatorisch arbeitenden, spangebenden Werkzeuges, mit wenigstens einer Kamera, wobei der Körper in einer rotierenden Aufnahme, deren Drehachse in der Längsachse des Körpers liegt, gedreht wird, bis in einer rechtwinklig zur radialen Verstellachse des Körpers angeordneten Kamera das größte Radiusmaß mit dem diesem Größtmaß zugehörigen Drehwinkel angezeigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Laserdiode und eine CCD-Kamera vorgesehen sind, die beiderseits des abzutastenden Körpers angeordnet und gemeinsam in der Höhe verstellbar gelagert sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitte der Zeilenkamera definiert ist und jede Abweichung der Lichtkante von der definierten Mitte erfaßt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper seitlich verfahrbar gelagert ist und solange seitlich verfahren wird, bis die durch seine Kontur gebildete Lichtkante auf eine definierte Stelle der CCD-Zeilen-Kamera fällt, wobei die Verfahrstrecke des Körpers gemessen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei schneller Drehung des Körpers und gleichzeitigem Verfahren von Laserdiode und Zeilenkamera in der Höhe eine Hüllkurve des Körpers erzeugt wird.